Thèse numérisée par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

En animation de personnages 3D, la déformation de surface, ou skinning, est une étape cruciale. Son rôle est de déformer la représentation surfacique d'un personnage pour permettre son rendu dans une succession de poses spécifiées par un animateur. La plausibilité et la qualité visuelle du résultat dépendent directement de la méthode de skinning choisie. Sa rapidité d'exécution et sa simplicité d'utilisation sont également à prendre en compte pour rendre possible son usage interactif lors des sessions de production des artistes 3D. Les différentes méthodes de skinning actuelles se divisent en trois catégories. Les méthodes géométriques sont rapides et simples d'utilisation, mais leur résultats manquent de plausibilité. Les approches s'appuyant sur des exemples produisent des résultats réalistes, elles nécessitent en revanche une base de données d'exemples volumineuse, et le contrôle de leur résultat est fastidieux. Enfin, les algorithmes de simulation physique sont capables de modéliser les phénomènes dynamiques les plus complexes au prix d'un temps de calcul souvent prohibitif pour une utilisation interactive. Les travaux décrits dans cette thèse s'appuient sur Implicit Skinning, une méthode géométrique corrective utilisant une représentation implicite des surfaces, qui permet de résoudre de nombreux problèmes rencontrés avec les méthodes géométriques classiques, tout en gardant des performances permettant son usage interactif. La contribution principale de ces travaux est un modèle d'animation qui prend en compte les effets des muscles des personnages et de leur interactions avec d'autres éléments anatomiques, tout en bénéficiant des avantages apportés par Implicit Skinning. Les muscles sont représentés par une surface d'extrusion le long d'axes centraux. Les axes des muscles sont contrôlés par une méthode de simulation physique simplifiée. Cette représentation permet de modéliser les collisions des muscles entre eux et avec les os, d'introduire des effets dynamiques tels que rebonds et secousses, tout en garantissant la conservation du volume, afin de représenter le comportement réel des muscles. Ce modèle produit des déformations plus plausibles et dynamiques que les méthodes géométriques de l'état de l'art, tout en conservant des performances suffisantes pour permettre son usage dans une session d'édition interactive. Elle offre de plus aux infographistes un contrôle intuitif sur la forme des muscles pour que les déformations obtenues se conforment à leur vision artistique. / Surface deformation, or skinning is a crucial step in 3D character animation. Its role is to deform the surface representation of a character to be rendered in the succession of poses specified by an animator. The quality and plausiblity of the displayed results directly depends on the properties of the skinning method. However, speed and simplicity are also important criteria to enable their use in interactive editing sessions. Current skinning methods can be divided in three categories. Geometric methods are fast and simple to use, but their results lack plausibility. Example-based approaches produce realistic results, yet they require a large database of examples while remaining tedious to edit. Finally, physical simulations can model the most complex dynamical phenomena, but at a very high computational cost, making their interactive use impractical. The work presented in this thesis are based on, Implicit Skinning, is a corrective geometric approach using implicit surfaces to solve many issues of standard geometric skinning methods, while remaining fast enough for interactive use. The main contribution of this work is an animation model that adds anatomical plausibility to a character by representing muscle deformations and their interactions with other anatomical features, while benefiting from the advantages of Implicit Skinning. Muscles are represented by an extrusion surface along a central axis. These axes are driven by a simplified physics simulation method, introducing dynamic effects, such as jiggling. The muscle model guarantees volume conservation, a property of real-life muscles. This model adds plausibility and dynamics lacking in state-of-the-art geometric methods at a moderate computational cost, which enables its interactive use. In addition, it offers intuitive shape control to animators, enabling them to match the results with their artistic vision.

L’objectif majeur de cette thèse de doctorat est d’étudier la pression temporelle afin de mieux appréhender cette notion si familière et pourtant si peu étudiée. A partir de l’observation de l’omniprésence de cette pression temporelle dans notre société et de l’importance de la perception du temps dans nos activités quotidiennes, nous avons choisi de l’examiner à travers son influence sur l’estimation de durées. Pour ce faire, nous avons mis en place une série d’expérimentations : d’abord dans le cadre de la littérature sur l’estimation du temps, utilisant des tâches temporelle d’estimation verbale et de production de durées ; puis dans le cadre de la littérature sur la mémoire prospective, et plus précisément avec des tâches de mémoire prospective basée sur le temps. Notre hypothèse est que la pression temporelle provoque une modification du temps perçu. Les résultats de nos premières expérimentations réalisées avec des tâches temporelles d’estimation verbale et de production de durées révèlent que soumettre des participants à une condition de pression temporelle provoque une distorsion temporelle comparée à une condition sans pression temporelle. Cette distorsion temporelle va dans le sens d’une surestimation des durées. En revanche, aucun effet de la pression temporelle n’a été relevé dans les expérimentations réalisées avec les tâches de mémoire prospective basée sur le temps, si ce n’est sur les performances à la tâche non temporelle, aussi appelée tâche en cours. / This doctoral thesis aims at investigating time pressure to have a better understanding of this so familiar concept and yet so little studied. On the one hand, time pressure is ubiquitous in our occidental society; on the other hand, time perception is essential in our daily activities. Then, we have consciously opted to study time pressure through its effects on time estimation. To this end, we elaborate series of experiments within two different frameworks; time estimation literature with two different tasks (verbal estimation and time production) and prospective memory literature, more precisely with time-based prospective memory tasks. Our assumption is that time pressure leads to a subjective time distortion. The results of our experiments reveal that time pressure causes a temporal distortion when participants have to estimate or produce a duration: in the condition with time pressure they overestimate durations, compared to a condition without time pressure. In contrast, no time pressure effect is revealed on the temporal component of our time-based prospective memory task; but performance on the ongoing task is affected by time pressure.

Un composant est une entité autonome qui interagit avec son environnement par des interfaces correctement spécifiées. Fractive est une implantation du modèle de composants Fractal qui propose des primitives de haut niveau et une sémantique pour la programmation à base de composants Java distribués, asynchrones et hiérarchiques. Fractive propose également une séparation entre aspects fonctionnels et non-fonctionnels, ces derniers permettant un contrôle de l´exécution d´un composant et de son évolution dynamique. Dans cette thèse, nous proposons un outillage formel pour la vérification d´applications construites avec Fractive. Cela permet de vérifier que chaque composant remplit correctement le rôle qui lui a été assigné au sein du système, et que la mise à jour ou le remplacement d´un composant n´engendre pas d´interblocage ou de panne du système. Nous avons défini un nouveau format intermédiaire qui étend les réseaux d´automates communicants, en paramétrisant leurs événements de communication et de traitement. Nous avons ensuite utilisé ce format intermédiaire pour définir les spécifications comportementales d´applications Fractive. Nous considérons que les modèles des composants primitifs sont connus (donnés par l´utilisateur ou par analyse statique). En utilisant la description des composants, nous construisons un contrôleur décrivant le comportement non fonctionnel du composant. La sémantique d´un composant est ensuite générée comme le produit de synchronisation des LTSs de ses sous-composants et du contrôleur. Le système résultant peut être vérifié par rapport aux besoins exprimés dans un ensemble de formules de logique temporelle, comme illustré dans le manuscrit.

Les assistants de preuve basés sur des théories des types dépendants sont de plus en plus utilisé comme un outil pour développer programmes certifiés. Un exemple réussi est l'assistant de preuves Coq, fondé sur le Calcul des Constructions Inductives (CCI). Coq est un langage de programmation fonctionnel dont un expressif système de type qui permet de préciser et de démontrer des propriétés des programmes dans une logique d'ordre supérieur. Motivé par le succès de Coq et le désir d'améliorer sa facilité d'utilisation, dans cette thèse nous étudions certaines limitations des implémentations actuelles de Coq et sa théorie sous-jacente, CCI. Nous proposons deux extension de CCI que partiellement resourdre ces limitations et que on peut utiliser pour des futures implémentations de Coq. Nous étudions le problème de la terminaison des fonctions récursives. En Coq, la terminaison des fonctions récursives assure la cohérence de la logique sous-jacente. Les techniques actuelles assurant la terminaison de fonctions récursives sont fondées sur des critères syntaxiques et leurs limitations apparaissent souvent dans la pratique. Nous proposons une extension de CCI en utilisant un mécanisme basé sur les type pour assurer la terminaison des fonctions récursives. Notre principale contribution est une preuve de la normalisation forte et la cohérence logique de cette extension. Nous étudions les définitions par filtrage dans le CCI. Avec des types dépendants, il est possible d'écrire des définitions par filtrage plus précises, par rapport à des langages de programmation fonctionnels Haskell et ML. Basé sur le succès des langages de programmation avec types dépendants, comme Epigram et Agda, nous développons une extension du CCI avec des fonctions similaires.

Dans ce mémoire, on s'est intéressé aux problèmes d'estimation, de filtrage H-infini et de la commande basée observateur des systèmes de grande dimension. L'étude porte sur les systèmes linéaires standards mais aussi sur les systèmes algèbro-différentiels appelés aussi systèmes singuliers pour couvrir la classe la plus large possible des systèmes de grande dimension. Ainsi, on a commencé notre travail en proposant des méthodes de synthèse d'observateurs décentralisés à interconnexions inconnues pour des systèmes de grande dimension standards et singuliers. On a cherché à éliminer l'effet des interconnections inconnues sur la dynamique de l'erreur d'observation. La synthèse de l'observateur est basée sur des LMIs permettant de déterminer la matrice de gain paramétrant toutes les matrices de l'observateur. La formulation LMI est basée sur l'approche Lyapunov et déduite des différents lemmes bornés. Ensuite, on a proposé des filtres décentralisés qui permettent d'assurer, en plus de la stabilité, un critère de performance H-infini, c'est à dire qu'on a cherché à atténuer l'effet des perturbations, supposées être inconnues mais à énergie bornée, sur la dynamique de l'erreur d'estimation. On a abordé après l'étude des observateurs interconnectés pour les systèmes de grande dimension, où on a proposé une nouvelle méthode permettant de synthétiser une nouvelle forme d'observateurs interconnectés connectivement stable. On s'est intéressé à la capacité d'un tel observateur à être stable de manière robuste vis-a-vis des incertitudes sur les interconnexions entre les sous observateurs qui les forment. Enfin, on s'est intéressé à l'application des méthodes d'estimation proposées dans le cadre de la commande. En effet, dans un premier temps, on a proposé une commande décentralisée basée sur un filtre H-infini pour une classe de systèmes de grande dimension standards à interconnections non-linéaires. L'approche est une extension des travaux de Kalsi et al. aux cas des systèmes perturbés standards. En effet, on a commencé par le calcul du gain de retour d'état qui satisfait les spécifications du système bouclé. Puis, on a synthétisé un filtre qui a pour but de fournir en sortie une estimée de ce retour d'état. L'approche a été validée sur un exemple de système composé de trois machines électriques interconnectées. Dans le second volet du chapitre, on a considéré le problème de la commande via un filtre H-infini pour une classe de système singulier de grande dimension soumis à des perturbations à énergie bornée. L'approche est une extension des travaux de Kalsi et al. au cas des systèmes singuliers perturbés L'un des principaux apports de nos travaux, a été de proposer une nouvelle méthode de synthèse de commande basée sur un filtre H-infini qui générée par des conditions de solvabilité moins restrictives que celles introduites dans les travaux de Kalsi et al. Ainsi, on a relaxé les contraintes qui portait sur la distance entre la paire de matrices formée par la matrice d'état et la matrice d'entrée d'une part et l'ensemble de paires de matrices incontrôlables d'autre part. De plus, on tient compte de la maximisation des bornes de l'interconnexion, ce qui est très important en pratique.

Menée dans le cadre de la morphologie lexématique, cette thèse a vocation de faire progresser la réflexion sur l'une des questions centrales de la morphologie constructionnelle des langues, à savoir les critères d'identification des règles de construction de lexèmes (RCL), en prenant le cas des noms désadjectivaux du français comme support. Nous traitons les suffixes -ité (BANALITÉ), -eur (BLANCHEUR), -esse (TENDRESSE), -itude (AMPLITUDE), -ise (GOURMANDISE) et -erie (NIAISERIE) qui sont utilisés comme exposants de règle dans la construction de noms désadjectivaux. Les noms étudiés proviennent du Trésor de la langue française (TLF), du journal Le Monde et de la Toile. Comment détermine-t-on les RCL ? Une première hypothèse est qu'à un exposant formel identifié correspond une RCL à laquelle s'oppose une seconde hypothèse selon laquelle à une seule RCL correspondent plusieurs exposants. Il s'agit de déterminer quelle est l'influence de la valeur des exposants dans la définition de RCL. Cela implique d'étudier les conditions de sélection des bases et d'étudier les critères aboutissant aux différentes formes de noms désadjectivaux. La première question relève d'une logique liée aux conditions d'application des règles, la seconde relève des motivations du locuteur intervenant dans les conditions de concurrence entre les suffixes. Nous menons une étude sur la disponibilité de chaque suffixe en comparant les noms contenus dans le TLF et les créations des locuteurs en recourant au corpus Le Monde et à la Toile. Nous étudions également si les RCL subissent d'autres influences que celles des exposants, en analysant les contextes d'apparition des doublons (e.g. TENDRESSE / TENDRETÉ).

La Théorie de la Relativité (TRR), est une théorie particulièrement contre-intuitive dont les implications sont inaccessibles à l'expérience sensible humaine ; ce qui pose un certain nombre de difficultés de compréhension aux étudiants. Cependant, la Réalité Virtuelle (RV) offre une approche intéressante en permettant à un utilisateur d'être immergé et d'interagir dans un monde virtuel où la vitesse de la lumière est ramenée à 1 m/s. Les phénomènes relativistes deviennent ainsi directement accessibles par ses sens. Cette caractéristique, point départ de nos travaux, permet alors d'appréhender les phénomènes relativistes par une expérience " par la pratique ". L'enjeu de notre travail porte plus précisément sur la définition de moyens et de méthodes intégrés dans une plate-forme immersive permettant d'appréhender les phénomènes relativistes. Dans ce contexte, nous proposons, tout d'abord, des méthodes novatrices pour simuler les phénomènes relativistes sur un nombre quelconque d'objets en mouvement arbitraire et tenant compte de la dynamique relativiste des objets dans la scène, notamment durant leurs interactions. Nous nous focalisons sur les effets qui déforment les objets vus par l'observateur, à savoir le délai de propagation des photons, la relativité des longueurs et l'effet d'aberration. Nous définissons ensuite des méthodes pour intégrer une simulation relativiste dans un environnement immersif basé intrinsèquement sur un monde newtonien. Nous proposons également une plate-forme expérimentale dans laquelle sont intégrées des méthodes d'interaction utilisées pour mettre en scène un " jeu sérieux ", ici un billard relativiste. Enfin, nous démontrons la portée de notre outil expérimental par deux voies : l'une concerne l'utilisation de l'application dans des évaluations de didactique et l'autre concerne un exemple d'extension de l'outil pour mettre en lumière un autre aspect de la Physique relativiste : la relation entre vitesse et énergie.

Les interventions visant l'arrêt du tabac ont réalisé des progrès importants. Pourtant, des facteurs minorent le maintien de l'arrêt du tabac à long terme, en particulier l'existence d'un trouble dépressif. Cette thèse étudie la contribution de la pratique d'activité physique en tant que facteur protecteur de la rechute dans le cadre du sevrage tabagique. Les études longitudinales 1 et 2 explorent l'impact de l'activité physique sur la rechute tabagique à long terme, chez des fumeurs avec ou sans trouble dépressif. L'étude 1 retrouve un effet protecteur de l'interaction antidépresseur - activité physique sur la rechute chez des fumeurs tout venant (n= 227). L'étude 2 met en exergue le rôle protecteur de l'activité physique chez des fumeurs touchés par un trouble dépressif (n= 133) ainsi que le niveau d'éducation, la prise d'anxiolytiques et d'antidépresseurs, ainsi que les tentatives d'arrêt précédentes. L'étude 3 évalue l'efficacité d'un programme d'activité physique adapté couplé à du conseil comme traitement adjuvant de l'arrêt du tabac chez des fumeurs touchés par un trouble dépressif. Cet essai clinique randomisé contrôlé (n = 70) a été réalisé au sein du CHRU de Montpellier. Le critère de jugement principal est l'abstinence continue trois mois après le début de l'intervention. L'analyse en intention de traiter souligne une différence en fin de programme (OR = 0.14 ; 95% CI .02 - .72 ; p = .018) et une différence non significative à trois mois (OR = 0.87 ; 95% CI .62 – 1.21 ; p = .08).Pour conclure, nous faisons l'état des mécanismes testés empiriquement expliquant l'effet de l'activité physique sur la consommation de tabac et la dépression. Nous proposons des pistes méthodologiques pour construire des modélisations et des interventions dans le domaine de la santé à partir d'une approche transdisciplinaire. / Current depressive disorders are associated with a lower likelihood of quitting smoking and with greater likelihood of smoking relapse.The aim of this thesis project was to study the protective role of physical activity on relapse rate after a smoking-cessation program. Studies 1 and 2 have explored the role of physical activity on relapse at long term in smokers with and without depressive disorders. First study has shown a significant interaction between antidepressant and physical activity as protecteur factor on relapse (n= 227) among smokers recruited at the smoking-cessation unit of Montpellier University Hospital. Second study has confirmed that physical activity was a protector factor on relapse in smokers with depressive disorders. Furthermore, antidepressants, anxiolytics, level of education, and number of attempts to quit were associated with relapse. The efficacy of exercise intervention and counseling as an adjuvant therapy in smoking cessation for smokers with current depressive disorders (n= 70) has been investigated in third study. Compared with control subjects, exercise subjects achieved significantly higher levels of continuous abstinence at the end of treatment (OR = 0.14 ; 95% CI .02 - .72 ; p = .018) while results were not significant at 3 months following treatment (OR = 0.87 ; 95% CI .62 – 1.21 ; p = .08). We have also reviewed the current literature investigating the mechanisms between exercise-depression and exercise-smoking. Methodological and transdisciplinary approaches are proposed to developp future studies.